Werkblad Warmtewisselaars (LMTD) met antwoorden

Gratis printbaar werkblad Warmtewisselaars (LMTD): 6 opgaven van makkelijk tot tentamenniveau, met antwoordenblad. Print het of sla het op als pdf.

Nieuw werkbladOnline oefenen met hints

Voor docenten: gratis te printen, kopiëren en in de les te gebruiken. Elk nieuw werkblad heeft nieuwe waarden en een eigen antwoordblad. Een link naar ExamProblems op je cursuspagina wordt gewaardeerd.

Naam: ____________________   Datum: ____________

1.Makkelijk
lengteT120 °C75 °C90 °C20 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 120 tot 75 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 20 tot 90 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 120 → 75 °CTc: 20 → 90 °C
ΔTlm = K
2.Makkelijk
lengteT180 °C110 °C85 °C25 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

In een tegenstroomwarmtewisselaar koelt de warme vloeistof af van 180 tot 110 °C terwijl de koude vloeistof opwarmt van 25 tot 85 °C. Vind het logaritmisch gemiddeld temperatuurverschil ΔTlm.

Th: 180 → 110 °CTc: 25 → 85 °C
ΔTlm = K
3.Gemiddeld
lengteT160 °C65 °C30 °C20 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een pijpenbundelwarmtewisselaar (één mantelgang, twee buisgangen) moet 240 kW overdragen. De warme vloeistof koelt af van 160 tot 65 °C en de koude vloeistof warmt op van 20 tot 30 °C. De LMTD-correctiefactor voor deze opstelling is F = 0,95, en U = 1000 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 240 kWF = 0,95U = 1000 W/(m²·K)Th: 160 → 65 °CTc: 20 → 30 °C
A = m²
4.Gemiddeld
lengteT130 °C80 °C75 °C15 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Een pijpenbundelwarmtewisselaar (één mantelgang, twee buisgangen) moet 450 kW overdragen. De warme vloeistof koelt af van 130 tot 80 °C en de koude vloeistof warmt op van 15 tot 75 °C. De LMTD-correctiefactor voor deze opstelling is F = 0,92, en U = 300 W/(m²·K). Vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

Q̇ = 450 kWF = 0,92U = 300 W/(m²·K)Th: 130 → 80 °CTc: 15 → 75 °C
A = m²
5.Moeilijk
lengteT130 °C80 °C49,9 °C20 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Warme olie (1 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) koelt af van 130 tot 80 °C in een tegenstroomwarmtewisselaar. Ze verwarmt 1 kg/s water (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) dat binnenkomt op 20 °C. Met U = 1500 W/(m²·K), vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 130 → 80 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 20 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
6.Moeilijk
lengteT135 °C70 °C65,77 °C30 °CΔT₁ΔT₂tegenstroom

Warme olie (2 kg/s, cp = 2,3 kJ/(kg·K)) koelt af van 135 tot 70 °C in een tegenstroomwarmtewisselaar. Ze verwarmt 2 kg/s water (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) dat binnenkomt op 30 °C. Met U = 500 W/(m²·K), vind het benodigde warmtewisselend oppervlak A.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,3 kJ/(kg·K)Th: 135 → 70 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 30 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²

Antwoordenblad

  1. 1. ΔTlm = 41,24 K
  2. 2. ΔTlm = 89,91 K
  3. 3. A = 3,153 m²
  4. 4. A = 27,24 m²
  5. 5. A = 1,198 m²
  6. 6. A = 11,22 m²

Volledige stapsgewijze oplossingen: oefen dit onderwerp op examproblems.com.